Để đánh giá tình trạng MBA phục vụ công tác vận hành chủ động, công tác thử nghiệm chẩn đoán phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn là hết sức quan trọng, tránh sự cố tiếp tục phát triển lan rộng. Bên cạnh các phương pháp thử nghiệm truyền thống cho các phần tử bên trong MBA. Để có thể góp phần nâng cao chất lượng chẩn đoán sự cố MBA, bài báo giới thiệu một phương pháp ứng dụng mới xác định các thông số điện trong mô hình điện tương đương của các MBA lực tiêu biểu thuộc lưới điện 110 kV. Ý tưởng của nghiên cứu này xuất phát trên quan điểm “mô hình điện tương đương của MBA là một mạng lưới các phần tử RLC kết hợp với nhau, những hư hỏng về mặt vật lý của MBA đều dẫn đến những thay đổi về giá trị các thông số điện trong mạng lưới RLC
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 Nhận dạng thông số điện máy biến áp lực áp dụng chẩn đốn cố Nguyễn Khắc Hiệu, Ngơ Văn Hiền, Phạm Thị Minh Thái, Phạm Đình Anh Khơi* Tóm tắt—Cơng tác thí nghiệm chẩn đốn máy biến áp lực đóng vai trị quan trọng việc phát sớm cố tiềm ẩn, tránh nguy cố phát triển lan rộng dẫn đến hư hỏng thiết bị đắt tiền hệ thống điện ảnh hưởng độ tin cậy vận hành Hiện nay, để nâng cao chất lượng chẩn đốn tình trạng máy biến áp lực, ngồi kỹ thuật thơng thường theo quy định ngành điện, kỹ thuật chẩn đoán nâng cao phân tích đáp ứng tần số, phân tích đáp ứng điện môi bắt đầu áp dụng cơng ty thí nghiệm điện hiệu ứng dụng chưa cao Để mở rộng khả ứng dụng kỹ thuật chẩn đoán nâng cao, báo đề xuất phương pháp xác định thông số điện cảm điện dung mô hình mạch điện thơng số tập trung máy biến áp lực ba pha ba trụ tiêu biểu vận hành lưới điện 110 kV dựa kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số Kết áp dụng nhận dạng cố chập vòng dây cho máy biến áp khảo sát cho thấy phương pháp đề xuất áp dụng mở rộng việc phát cố điện khác dựa thay đổi thông số điện mô hình mạch tương đương Từ khóa—máy biến áp lực, phân tích đáp ứng tần số, thí nghiệm chẩn đốn, thơng số điện M TỔNG QUAN áy biến áp lực (MBA) thiết bị quan trọng đắt tiền hệ thống truyền tải phân phối điện Xét số lượng, lưới điện miền Nam trải rộng khắp 22 tỉnh thành phía Nam từ Ninh Thuận đến Cà Mau có 19 MBA với cấp điện áp cao 500 kV, 115 MBA 220 kV, 576 MBA 110 kV, nhiều nhà sản xuất cung cấp như: ABB, Đông Anh, Toshiba, Cơ điện Thủ Đức [1] Hiện nay, yêu cầu chất Ngày nhận thảo: 07-10-2018, ngày chấp nhận đăng: 20 -11-2018, ngày đăng: 30-11-2018 Nghiên cứu tài trợ trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM khuôn khổ đề tài mã số T-ĐĐT-2018-16 Nguyễn Khắc Hiệu công tác cơng ty Thí nghiệm điện miền Nam, Tổng cơng ty Điện lực miền Nam (e-mail: khachieu1001@gmail.com) lượng điện độ tin cậy cung cấp điện, thông qua số SAIDI (System Average Interruption Duration Index) SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) ngày cao nên việc đánh giá tình trạng vận hành MBA đóng vai trị định cơng tác vận hành chủ động công ty điện lực Để đánh giá tình trạng MBA phục vụ cơng tác vận hành chủ động, cơng tác thử nghiệm chẩn đốn phát sớm cố tiềm ẩn quan trọng, tránh cố tiếp tục phát triển lan rộng Bên cạnh phương pháp thử nghiệm truyền thống cho phần tử bên MBA cuộn dây (điện trở, tỉ số biến áp, tổng trở ngắn mạch, điện trở cách điện, điện dung tổn hao điện môi, điện áp cảm ứng), đầu sứ (điện dung tổn hao điện mơi, phóng điện cục bộ), dầu cách điện (hàm lượng nước, phân tích khí hịa tan, cường độ cách điện, ứng suất bề mặt, ổn định oxy hóa, tổn thất ), lõi thép (điện trở cách điện, thử điện đất), điều áp tải (đo hồng ngoại, tình trạng tiếp điểm, dịng điện thao tác ) [2], nhiều phương pháp nâng cao đưa vào quy trình thử nghiệm MBA phân tích đáp ứng tần số, phân tích đáp ứng điện mơi, phân tích phóng điện cục phi truyền thống [3] nhằm đánh giá tồn diện tình trạng MBA, đưa kết luận khả tiếp tục vận hành hay phải bảo trì bảo dưỡng, chí sửa chữa khắc phục cố Hiện nay, kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số (PTĐƯTS), Frequency Response Analysis, áp dụng quy trình thí nghiệm MBA cơng ty thí nghiệm điện thuộc Tổng cơng ty truyền tải phân phối điện, chủ yếu mang tính chất cảnh báo cố điện dựa sai khác đặc tuyến đáp ứng tần số cuộn dây lần đo thời điểm Ngô Văn Hiền công tác cơng ty Cổ phần nghiên cứu thí nghiệm điện (e-mail: ngohien0308@gmail.com) Phạm Thị Minh Thái, Phạm Đình Anh Khôi công tác Bộ môn Hệ thống điện, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM (e-mail: ptmthai@hcmut.edu.vn, khoipham@hcmut.edu.vn) 6 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY, VOL 1, ISSUE 2, 2018 khác nhau, pha MBA hay MBA giống [46] Điều hạn chế khả ứng dụng kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số, ảnh hưởng đến chất lượng công tác thử nghiệm chẩn đốn nói chung Để góp phần nâng cao chất lượng chẩn đoán cố MBA, báo giới thiệu phương pháp ứng dụng xác định thơng số điện mơ hình điện tương đương MBA lực tiêu biểu thuộc lưới điện 110 kV Ý tưởng nghiên cứu xuất phát quan điểm “mơ hình điện tương đương MBA mạng lưới phần tử RLC kết hợp với nhau, hư hỏng mặt vật lý MBA dẫn đến thay đổi giá trị thông số điện mạng lưới RLC này” [79] Hình Thiết bị FRAX 101 [11] Hình giới thiệu minh họa biên độ góc pha đặc tuyến đáp ứng tần số hở mạch (End-to-End Open-Circuit - EEOC) cuộn dây MBA biến áp ba pha 40 MVA 110/22 kV tổ đấu dây YNyn0 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG TẦN SỐ Nguyên lý kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số (PTĐƯTS) đánh giá sai số biên độ đặc tuyến đáp ứng tần số đo lường dạng tỷ số tín hiệu điện áp đầu cực cuộn dây MBA (Vmea Vref hình 1, điện áp nguồn cấp dạng hình sin, độ lớn 1-10 Vrms, tần số biến thiên thông thường từ 20 Hz đến MHz, tùy theo cấu trúc cuộn dây MBA hệ thống đo) Biên độ góc pha đáp ứng tần số xác định theo [4, 5]: Biên độ = 20log10(|Vmea|/|Vref|) (dB) Góc pha = pha{Vmea} – pha{Vref} (độ) Hình Sơ đồ thử nghiệm đáp ứng tần số MBA [10] Thiết bị đo sử dụng nghiên cứu thiết bị FRAX 101 Sweep Frequency Response Analyzer hãng Megger sản xuất (hình 2) phát điện áp thử nghiệm tối đa 12 Vp-p khoảng tần số từ 0,1 Hz đến 25 MHz, cấp xác ±0,1 dB (trong dải từ +10 dB xuống đến 50 dB) ±0,5 dB (trong dải 100 dB) Hình Đặc tuyến đáp ứng tần số ba pha MBA 110/22kV, 40MVA, YNyn0 Với kết đo đặc tuyến đáp ứng tần số (ĐƯTS) hình đưa kết luận tình trạng MBA khảo sát? Đặc biệt MBA khơng có liệu đo ĐƯTS trước để so sánh nhằm xác định sai số? Trong trường hợp có kết đo ĐƯTS trước MBA (ở tình trạng xuất xưởng hay tình trạng vận hành tốt), đặc tuyến ĐƯTS cuộn dây so sánh với để đánh giá chẩn đốn định tính (theo kinh nghiệm chuyên gia, kết hợp với hướng dẫn, tiêu chuẩn quốc tế CIGRE IEEE [5, 12]) hay đánh giá định lượng (qua hệ số tương quan phân vùng tần số theo tiêu chuẩn Trung Quốc DL/T-911 [6]) Ngồi ra, cịn so sánh đặc tuyến ĐƯTS cuộn dây hai pha (A C) hay so với MBA có thơng số định mức, liệu trước khơng có sẵn Trong thực tế, việc đánh giá định tính phụ thuộc lớn vào kinh nghiệm chuyên gia nên tản mạn khơng có tính thuyết phục quy trình TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 chẩn đoán Đánh giá định lượng theo hệ số tương quan theo tiêu chuẩn Trung Quốc có ý nghĩa tham khảo có nhiều yếu tố chưa khảo sát tiêu chuẩn loại MBA, nhiều kiểu dây quấn, tổ đấu dây cách thức chưa cộng đồng quốc tế phê chuẩn cơng cụ thức ứng dụng chẩn đốn Để góp phần nâng cao độ tin cậy đánh giá định lượng kết đo ĐƯTS, báo giới thiệu phương pháp xác định thơng số điện mơ hình điện tương đương MBA, góp phần nâng cao chất lượng chẩn đoán cố điện vốn dựa vào kỹ thuật thử nghiệm truyền thống MÔ HÌNH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC Các mơ hình điện tương đương MBA nghiên cứu cung cấp thông tin định lượng phục vụ đánh giá tình trạng MBA phản ánh tượng điện từ MBA cách vật lý Trong số nghiên cứu mơ hình điện MBA, có mơ hình thơng số tập trung [8, 13, 14] mơ hình thơng số phân bố [9, 15-17] đáp ứng tiêu chí đề ra; mơ hình phi vật lý xem xét MBA hộp đen chứa ma trận tổng dẫn đầu cực khảo sát [18, 19] thay đổi vật lý thông số điện gây cố Bài báo tập trung khảo sát mơ hình điện thơng số tập trung [8] giới hạn phép đo ĐƯTS có sẵn cơng ty điện lực cho phân tích 3.1 Mơ hình điện thơng số tập trung Theo ngun lý vận hành, công suất điện truyền cuộn dây MBA dựa tượng cảm ứng điện từ; vậy, mơ hình MBA phải biểu diễn vật lý tượng thông qua nguyên lý biến đổi đối ngẫu mạch từ - mạch điện vùng tần số thấp Hình giới thiệu mơ hình thơng số tập trung cho MBA ba pha hai cuộn dây có tổ đấu dây Ynyn6; đó, tồn cuộn dây khảo sát tập trung, biểu diễn phần tử tập trung (điện cảm, điện dung thành phần tổn hao tương ứng) [9] Lưu ý mơ hình tương đương ứng dụng khảo sát tổ đấu dây MBA ba pha hai cuộn dây (bằng cách thay đổi đấu nối tương ứng đầu cực mạch cuộn dây (winding circuit) phía cao áp (high voltage - HV) hạ áp (low-voltage LV), mạch tương hỗ từ - điện (dual magnetic-electric circuit) khơng thay đổi) nên tính ứng dụng tổng qt đảm bảo Ciw/2 x6 L4 CgH/2 A RH B NH:NH C CgH/2 RH Ly L4 Ry L3 R1 NH:NH RL NH:NL CsL NH:NL a CgL/2 b CgL/2 RL L1 CgL/2 CgL/2 CsL L1 R4 CsH R1 CsH NH:NL Ry L4 L3 CsL L1 Ly R4 RH RL R4 R1 NH:NH CgH/2 CgH/2 CsH CgH/2 CgH/2 L3 CgL/2 c CgL/2 Winding circuit (HV) ỗDual magnetic-electric circuit ỗ Winding circuit (LV) Hình Mơ hình tương đương thơng số tập trung MBA ba pha Ynyn6 [9] Trong hình 4: R1 L1: tương ứng điện trở điện cảm phi tuyến (theo tần số) tương đương trụ lõi thép pha (); Ry Ly: tương ứng điện trở điện cảm phi tuyến tương đương gông lõi thép hai pha (); L3: điện cảm rò (pha) tương đương (mH); R4 L4: tương ứng điện trở điện cảm (pha) thứ tự không (); RH, RL - điện trở tương ứng cuộn dây cao áp hạ áp (); CsH, CsL - điện dung dọc tương ứng cuộn dây (pha) cao áp hạ áp (nF); CgH, CgL - điện dung tương ứng cuộn dây (pha) cao áp hạ áp so với đất (nF); Ciw - điện dung hai cuộn dây (pha) cao áp hạ áp (nF); Mơ hình thơng số tập trung có ưu điểm đơn giản, ứng dụng để xác định giá trị thơng số (điện cảm, điện dung) từ liệu đáp ứng tần số đo lường cơng ty điện lực Tuy nhiên, mơ hình ứng dụng vùng tần số thấp (từ 20 Hz đến khoảng vài kHz, tùy theo loại MBA cấu trúc cuộn dây), tần số cao hơn, cuộn dây cần phải chia thành nhiều phân đoạn để khảo sát tương tác thành phần điện cảm/hỗ cảm điện dung dọc/đất phân đoạn [9] 8 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY, VOL 1, ISSUE 2, 2018 3.2 Xác định thơng số mơ hình điện thơng số tập trung Hình giới thiệu kết đo ĐƯTS dạng hở mạch tiêu biểu cho cuộn dây MBA ba pha với ba phân vùng ảnh hưởng tần số thấp: 1) vùng ảnh hưởng chủ yếu thông số điện cảm tương đương lõi thép (L1, Ly) với điểm đặc trưng “IND” tương ứng với góc pha (tỉ số điện áp) gần 90 (điện cảm rò L3 ảnh hưởng vùng tần số trung bình cao [8-9]); 2) vùng ảnh hưởng thông số điện dung (Cs, Cg, Ciw) với điểm đặc trưng “CAP” tương ứng với góc pha (tỉ số điện áp) gần +90; 3) vùng tương tác điện cảm điện dung trên, với điểm cộng hưởng đặc trưng “RES” (góc pha gần 0) Ảnh hưởng thông số tổn hao (điện trở, điện dẫn) không đáng kể điểm “IND” “CAP” (do góc pha đạt cực trị), dễ dàng xác định điểm “RES” (theo giải pháp mô phỏng) nên nghiên cứu tập trung khảo sát thơng số bao gồm điện cảm điện dung Hình Ba phân vùng ảnh hưởng thơng số đặc tuyến ĐƯTS hở mạch 3.2.1 Thơng số điện dung Các giá trị điện dung CgH, CgL, Ciw (hình 4) xác định dựa vào phép thử nghiệm truyền thống “đo điện dung tổn hao điện môi” cho cuộn dây MBA Trong phép đo này, cuộn dây pha cần đấu nối với để xác định giá trị tổng cộng ba pha (tương ứng CHG, CLG, CHL hình 6) theo cấu hình giới thiệu bảng [20]; theo đó, cần phép đo phân biệt xác định điện dung tổng cộng CHG, CLG, CHL; từ tính điện dung pha CgH, CgL, Ciw Hình Sơ đồ điện dung MBA [20] Bảng Các phép đo điện dung MBA hai cuộn dây TT Chế độ UST UST GST GST GSTg GSTg Nguồn cấp HV LV HV LV HV LV Nối Bảo UST Giá trị đất vệ CHL – – LV CHL – – HV LV CHL+ CHG – – HV – CHL+ CLG – LV – CHG – CLG – HV – Chú giải từ viết tắt bảng 1: UST (Ungrounded Specimen Test): chế độ đo vật thử nghiệm không nối đất; GST (Grounded Specimen Test): chế độ đo vật thử nghiệm nối đất; GSTg (Grounded Specimen Test with guard): chế độ đo vật thử nghiệm nối đất có mạch bảo vệ; HV (high voltage terminal): cực cao áp; LV (low voltage terminal): cực hạ áp Trong mơ hình mạch thơng số tập trung hình cịn thơng số điện dung dọc cuộn dây (CsH, CsL) chưa xác định Do điện dung không đo nên xác định gián tiếp thông qua mô sử dụng cơng cụ Simulink/Matlab Theo đó, ĐƯTS mơ (khi chưa xét có điện dung dọc mơ hình) có sai khác so với ĐƯTS đo lường điểm “CAP”, tức ảnh hưởng điện dung dọc đáng kể so với điện dung đo được, giá trị hợp lý {CsH, CsL} thêm vào để cân sai khác [8] 3.2.2 Thông số điện cảm Để xác định giá trị điện cảm L1 Ly, [21] đề xuất phương pháp tính trực tiếp dựa sở liệu phép đo thích hợp (ĐƯTS dạng tổng trở đầu cực với cấu hình đo thích hợp) Tuy nhiên, thực tế vận hành, cơng ty điện lực có kết phép đo ĐƯTS dạng tỉ số điện áp (Vmea Vref hình 1) Vì vậy, tác giả báo đề xuất phương pháp tính tốn gián tiếp, dựa nguyên lý khảo sát thay đổi đặc tuyến ĐƯTS (hở mạch) theo giá trị L1 Ly tần số thấp (20 Hz đến kHz), minh họa hình TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 Bắt đầu Chọn giá trị L1 Ly ban đầu Mô ĐƯTS, so sánh với kết đo L1 = L1 + ΔL1 Ly = Ly + ΔLy Hình Sự thay đổi đặc tuyến ĐƯTS theo giá trị L1 Ly tần số thấp Quy luật ảnh hưởng điện cảm L1 Ly đến biên độ đặc tuyến ĐƯTS vùng tần số thấp từ 20 Hz đến kHz (xem hình 7) sau: Khi điện cảm L1, Ly tăng, đặc tuyến có xu hướng giảm, dịch chuyển xuống (trục biên độ); đồng thời, điểm cộng hưởng dịch sang trái (trục tần số) Khi điện cảm L1, Ly giảm, đặc tuyến có xu hướng tăng (trục biên độ); đồng thời, điểm cộng hưởng bị dịch chuyển sang phải (trục tần số) Tỉ lệ Ly/L1 lớn, khoảng cách hai điểm cộng hưởng lớn ngược lại Dựa vào quy luật này, giá trị L1 Ly (áp dụng cho pha) xác định định lượng theo sai số biên độ ĐƯTS (ΔMag) độ lệch tần số điểm cộng hưởng (Δf_res) mô đo lường (sim-mea) ba vị trí, minh họa hình 8: điểm “IND”, ΔMag(sim-mea), điểm cộng hưởng “RES”, Δf_res1(sim-mea) Δf_res2(simmea), theo lưu đồ giải thuật giới thiệu hình Hình Các sai số xác định thông số điện cảm Xác định sai số: - ΔMag(sim-mea) - Δf_res1(sim-mea) - Δf_res2(sim-mea) Tính tốn ΔL1, ΔLy Fuzzy logic Sai |ΔMag(sim-mea)| ≤ ɛ1 |Δf_res1(sim-mea)| ≤ ɛ2 |Δf_res2(sim-mea)| ≤ ɛ3 Đúng Kết thúc Hình Lưu đồ xác định điện cảm L1 Ly Trong hình 9, bước “chọn giá trị L1, Ly tùy ý ban đầu” phải nằm phạm vi phù hợp với công suất cấp điện áp MBA (trong dải 1-10 H) để thời gian chạy mô hội tụ kết nhanh hơn; thông số ɛ1, ɛ2, ɛ3 giới hạn sai số theo độ xác mong muốn Dựa theo quy luật tác động điện cảm đến biên độ ĐƯTS mô vùng tần số thấp, khâu xử lý Fuzzy logic hình thiết kế theo hệ thống “Mandani” ngõ vào (các sai số hình 8) ngõ (ΔL1 ΔLy) với phép tính sau: “And method” MIN, “Or method” MAX, “Implication” MIN, “Aggregation” MAX, “Defuzzification” CENTROID, minh họa hình 10 Hệ thống “Mandani” chọn hệ thống logic mờ đơn giản, thích hợp cho biến ngõ vào độc lập Trong hệ thống này, phép “And method” sử dụng hàm MIN có tác dụng đáng kể có sai số hình lớn, phép “Or method” sử dụng hàm MAX để kết hội tụ có sai số nói thỏa giới hạn cho trước; phép “Implication” “Aggregation” thực tế khơng có ảnh hưởng đáng kể đến q trình tính; phép “Defuzzification” CENTROID cho thấy phù hợp với loại toán khảo sát 10 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY, VOL 1, ISSUE 2, 2018 phép đo tỉ số biến thí nghiệm khơng tải điện áp thấp, trình bày tương ứng theo bảng 4, bất thường cho thấy, MBA nhiều khả bị ngắn mạch chập vòng cuộn dây pha C Cụ thể, bảng 3, tỉ số biến pha C lệch 12,39% (nấc điều áp 19), độ lệch cho phép 2% [22]; bảng cho thấy tổn hao không tải pha C 116.023 W (~17.832 %), lớn nhiều so với giá trị cho phép loại MBA 5% [22] Các giá trị sai số tỉ số biến tổn hao không tải lớn MBA T1 tương ứng 0,11% 0,31% Bảng Kết đo tỉ số biến MBA T2 Nấc KA KB KC %ΔC 10 19 5,8014 5,0043 4,2076 5,7997 5,0028 4,2063 6,6248 5,6537 4,7203 14,22 13,07 12,39 Bảng Kết thí nghiệm khơng tải MBA T2 Pha đo A B C Hình 10 Thiết kế khâu xử lý mờ ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TRUYỀN THỐNG 4.1 Đối tượng khảo sát Do MBA 110 kV chiếm tỷ lệ lớn lưới điện truyền tải phân phối miền Nam, hai MBA 63 MVA, 115/23 kV với thông tin chi tiết cho bảng chọn thí điểm để khảo sát ứng dụng phương pháp đề xuất Bảng Thông số máy biến áp thử nghiệm Số pha Cách điện Năm sản xuất Dầu 2008 Công suất Điện áp Tổ đấu dây 63 MVA 115/23 kV YNyn0 Hai MBA có thơng số cấu trúc tương tự nhau; đó, MBA T1 tình trạng vận hành bình thường cịn MBA T2 bị cố cô lập vận hành Do MBA T2 khơng có liệu đo ĐƯTS trước đây, liệu đo ĐƯTS MBA T1 xem liệu tình trạng vận hành bình thường MBA T2 để phân tích 4.2 Các kết thử nghiệm truyền thống MBA khảo sát Trong số hạng mục thí nghiệm chẩn đốn truyền thống thực MBA T2, có U0 10 kV 10 kV 50 V I0 86,8 mA 86,6 mA 33,8 A P0 647 W 642 W 116.023 W KẾT QUẢ Bảng giới thiệu giá trị thơng số điện dung (nhận từ phân tích phép đo điện dung tổn hao điện môi) điện cảm (từ phương pháp đề xuất, với giới hạn sai số ɛ1= 0,5 dB, ɛ2 = 10 Hz, ɛ3 = 10 Hz) cho MBA T1 Bảng Thơng số điện mơ hình tập trung MBA T1 Ciw CgH CgL Điện dung (nF) 1,862 6,561 3,775 Điện cảm (H) L1 (A, B, C) 22,00 Ly 23,19 Hình 11 giới thiệu kết so sánh đặc tuyến ĐƯTS mơ (dựa mơ hình điện thơng số tập trung hình 4) đo lường vùng tần số thấp, qua cho phép khẳng định thơng số điện (điện dung điện cảm bảng 5) thông số phụ (điện trở, điện dẫn) xác định cách phù hợp Các độ lệch nhỏ biên độ ĐƯTS mô đo lường vùng tần số từ 20 Hz đến 100 Hz hồn tồn khắc phục đơn giản cách sử dụng đặc tuyến phi tuyến điện trở theo tần số R1(f) Ry(f) thay giá trị số sử dụng để đơn giản hóa tốn mơ TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 11 kết so sánh hình 12 cho thấy, thông số điện bảng xác định cách phù hợp, sử dụng thông số định lượng áp dụng chẩn đốn cố Hình 11 So sánh đặc tuyến ĐƯTS mô đo lường cuộn dây MBA T1 Đối với MBA T2, bảng giới thiệu thơng số điện mơ hình thơng số tập trung, tương tự phân tích cho MBA T1 Có thể nhận thấy giá trị bất thường điện cảm tương đương trụ lõi thép pha C (0 H), điện cảm tương đương gông lõi thép (6,20 H) so với thông số tương ứng (22,00 H 23,19 H) MBA T1 Các thông số điện dung (bao gồm CsH CsL) không thay đổi đáng kể so với MBA T1 Bảng Thơng số điện mơ hình tập trung MBA T2 Ciw CgH CgL Điện dung (nF) 1,862 6,561 3,775 Điện cảm (H) L1 (A, B) 22,00 L1 (C) Ly 6,20 Hình 12 so sánh kết mơ đo lường ĐƯTS hở mạch cuộn dây pha MBA T2 Nếu phân tích định lượng ĐƯTS đo lường tương ứng hai MBA T1 T2, hai pha (A C) MBA T2 dựa hệ số tương quan theo tiêu chuẩn DL/T-911 Trung Quốc [6], nhận kết luận “cuộn dây bị biến dạng trầm trọng” Mặt khác, phân tích dựa phương pháp đề xuất, phù hợp Hình 12 So sánh đặc tuyến ĐƯTS mô đo lường cuộn dây MBA T2 Các giá trị điện dung bảng khơng có thay đổi, chứng tỏ MBA T2 chưa có cố (biến dạng ngang dọc trục) khơng có thay đổi đáng kể cấu trúc hình học cuộn dây Điện cảm tương đương trụ lõi thép pha C giảm giá trị khơng, biểu thị có thay đổi lớn từ thông lõi thép pha Về nguyên lý, mạch phần cuộn dây bị chập vịng có điện áp cảm ứng xuất dòng điện ngắn mạch, từ lại sinh thêm thành phần từ thơng ngược chiều, khử từ thơng ban đầu Như vậy, có sở để khẳng định nhận định chập vòng cuộn dây pha C MBA T2 dựa kết thử nghiệm truyền thống trước KẾT LUẬN Bài báo đề xuất phương pháp tin cậy khả thi việc xác định thông số điện cảm điện dung mơ hình thơng số tập trung MBA khảo sát dựa phép thử nghiệm truyền thống kỹ thuật phân tích đáp ứng 12 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY, VOL 1, ISSUE 2, 2018 tần số, qua cung cấp thêm thơng tin định lượng góp phần nâng cao chất lượng chẩn đoán cố chập vòng dây MBA ba pha ba trụ tiêu biểu lưới điện 110 kV miền Nam Hiện tại, phép thử nghiệm chẩn đoán (truyền thống nâng cao) chưa thực đầy đủ MBA lưới điện truyền tải phân phối miền Nam trang thiết bị thử nghiệm công suất lớn chưa trang bị hồn chỉnh Vì vậy, phương pháp đề xuất ứng dụng để mở rộng sở liệu thử nghiệm cho MBA, nhằm gia tăng chất lượng chẩn đoán điều kiện [16] [17] [18] [19] [20] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện miền Nam “Sơ đồ Hệ thống điện miền Nam,” 2018 IEEE 62-1995, “Guide for Diagnostic Field Testing Transformer, Regulators, and Reactors,” 1995 Phạm Đình Anh Khơi, “Các kỹ thuật nâng cao chẩn đốn cố máy biến áp lực,” Nhà xuất ĐHQG-HCM, 2017 IEC 60076-18, “Power Transformer – Part 18: Measurement of Frequency Response,” 2012 IEEE C57.149, “IEEE Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for Oil Immersed Transformers,” 2012 DL/T 911, Chinese Standard, “Frequency Response Analysis on Winding Deformation of Power Transformer,” 2005 Sagar B Kudkelwar et al., “Transformer fault diagnosis by sweep frequency response analysis,” Int Journal of Electrical, Electronics and Data Communication, 2015 Dinh Anh Khoi Pham et al., “A New Method for purposes of Failure Diagnostic anf FRA Interpretation applicable to Power Transformer,” IEEE Trans on Dielectr and Electr Ins., vol 20, no 6, pp 2026-2034, 2013 Dinh Anh Khoi Pham and Ernst Gockenbach, “Analysis of Physical Transformer Circuit for Frequency Response Interpretation and Mechanical Failure Diagnosis”, IEEE IEEE Trans on Dielectr and Electr Ins., vol 23, no 3, pp 1491-1499, 2016 D A K Pham et al., “FRA-based Transformer Parameters at Low Frequencies,” IEEE Int Conf on High Voltage Eng and Appl., China, 2016 Megger Ltd., “FRAX User’s Manual,” England, 2010 CIGRE Report 342 Working Group A2.26, “Mechanical condition assessment of transformer windings using FRA,” 2008 B A Mork, Francisco Gonzalez, Dmitry Ishchenko, Don L Stuehm, and Joydeep Mitra, “Hybrid transformer model for transient simulation–Part I: Development and parameters,” IEEE Trans on Pow Del., vol 22, no 1, pp 248255, 2007 B A Mork, Francisco Gonzalez, Dmitry Ishchenko, Don L Stuehm, and Joydeep Mitra, “Hybrid transformer model for transient simulation – Part II: Laboratory measurements and benchmarking,” IEEE Trans on Pow Del., vol 22, no 1, pp 256262, 2007 Abeywickrama N., Serdyuk Y V., and Gubanski S M., High-Frequency Modeling of Power Transformers for [21] [22] Use in Frequency Response Analysis, IEEE Trans Pow Del., vol 23, no 4, pp 2042-2049, 2008 Wang Z., Li J., and Sofian D M., “Interpretation of transformer FRA responses—Part I: Influence of winding structure,” IEEE Trans on Pow Del., vol 24, no 2, pp 703-710, 2009 D M Sofian, Z Wang, and J Li, “Interpretation of transformer FRA responses—Part II: Influence of transformer structure,” IEEE Trans on Pow Del., vol 25, no 4, pp 2582-2589, 2010 B Gustavsen, “Wide band modeling of power transformers,” IEEE Trans on Pow Del., vol 19, no 1, pp 414-422, 2004 B Gustavsen, “A hybrid measurement approach for wideband characterization and modeling of power transformers,” IEEE Trans on Pow Del., vol 25, no 3, pp 1932-1939, 2010 M Krüger, “Application Guide: Capacitance and dissipation factor measurement with CPC 100 + CP TD1,” Omicron GmbH, Austria, 2004 Dinh Anh Khoi Pham, “Measurement-based electrical parameters of power transformers for Frequency Response Analysis interpretation Part I: Core analysis,” Tạp chí phát triển khoa học cơng nghệ ĐHQGHCM, tập 20, số K3, trang 5-11, 2017 Tổng cơng ty Điện lực Việt Nam, “Quy trình vận hành sửa chữa máy biến áp,” ban hành theo định 623/ĐVN/KTNĐ, 1997 Nguyễn Khắc Hiệu sinh năm 1992 Ninh Thuận, Việt Nam Ông tốt nghiệp Kỹ sư ngành Kỹ thuật điện năm 2015, hồn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên ngành năm 2018 trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Ông thành viên Hội Điện lực Việt Nam từ năm 2017 Từ năm 2015 đến 2018, Ơng cơng tác cơng ty Thí nghiệm Điện miền Nam, hoạt động chủ yếu lĩnh vực thí nghiệm hiệu chỉnh sản xuất thiết bị điện Ơng tham gia hỗ trợ cơng tác thí nghiệm hiệu chỉnh nhiều cơng trình trạm biến áp 110 kV 220 kV hoạt động sản xuất thiết bị điện Ngô Văn Hiền sinh năm 1991 Bình Thuận, Việt Nam Ơng tốt nghiệp Kỹ sư điện (2015), triển khai đề tài luận văn cao học (2018) ngành Kỹ thuật điện Trường Đại học Bách Khoa ĐHQG-HCM Từ năm 2017 đến 2018, Ông công tác công ty Cổ phần nghiên cứu thí nghiệm điện Ơng tập trung nghiên cứu kĩ thuật chẩn đốn cố cho TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 máy biến áp lực, dự tốn chi phí bảo trì bảo dưỡng & thí nghiệm hiệu chỉnh cho cơng trình nhà máy điện trạm biến áp đến cấp 500 kV Phạm Thị Minh Thái sinh năm 1979 Phú Yên, Việt Nam Bà tốt nghiệp Đại học Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM tương ứng vào năm 2002 2004, làm thực tập sinh Đại học Hannover, CHLB Đức từ 2009 đến 2013 Từ năm 2002 đến nay, Bà giảng viên Bộ môn Hệ thống điện, khoa Điện – Điện tử, trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Các hướng nghiên cứu Bà bao gồm phân tích, bảo vệ hệ thống điện thử nghiệm máy biến áp lực 13 Phạm Đình Anh Khơi sinh năm 1979 Ninh Thuận, Việt Nam Ông tốt nghiệp Đại học Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM tương ứng vào năm 2002 2004, tốt nghiệp Tiến sĩ Đại học Hannover, CHLB Đức năm 2013 Từ năm 2002 đến nay, Ông giảng viên Bộ môn Hệ thống điện, khoa Điện – Điện tử, trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Các hướng nghiên cứu Ơng bao gồm mơ thử nghiệm chẩn đoán máy biến áp lực kỹ thuật điện cao áp 14 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY, VOL 1, ISSUE 2, 2018 Identification of electrical parameters of power transformers applicable to failure diagnosis Nguyen Khac Hieu1, Ngo Van Hien2, Pham Thi Minh Thai3, Pham Dinh Anh Khoi3,* Southern Electrical Testing Company, Southern Power Corporation Electrical Testing and Research Company Ho Chi Minh City University of Technology, VNU-HCM Corresponding author: khoipham@hcmut.edu.vn Receive: 07-10-2018, Accepted: 20-11-2018, published: 30-11-2018 Abstract— Diagnostic testing of power transformers plays an important role in detection of implicit failures, avoiding the possibilities of increased failure level or even breakdown for the most expensive equipment in power systems, which affects the operation reliability Currently advanced diagnostic testing techniques such as Frequency Response Analysis, Dielectric Frequency Response etc have been applied in addition with traditional ones but the efficiency is not as expected In order to improve the diagnostic quality and the application feasibility of advanced techniques, this paper proposes a new method in determining main parameters in an equivalent circuit of several typical 110-kV power transformers based on the Frequency Response Analysis technique The results show that the proposed method could be applied in improving the diagnostic quality for current failures of investigated power transformers Index Terms—power transformers, Frequency response analysis, diagnostic testing, electrical parameters ... Transformer, Regulators, and Reactors,” 1995 Phạm Đình Anh Khơi, “Các kỹ thuật nâng cao chẩn đoán cố máy biến áp lực, ” Nhà xuất ĐHQG-HCM, 2017 IEC 60076-18, “Power Transformer – Part 18: Measurement... nghiệm điện Ơng tập trung nghiên cứu kĩ thuật chẩn đoán cố cho TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ: KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ, TẬP 1, SỐ 2, 2018 máy biến áp lực, dự tốn chi phí bảo trì bảo dưỡng & thí... Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Các hướng nghiên cứu Ơng bao gồm mơ thử nghiệm chẩn đoán máy biến áp lực kỹ thuật điện cao áp 14 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL: ENGINEERING & TECHNOLOGY,